1. Rugosité - site de gisele bareux
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Licence Professionnelle MP Option : Contrôle qualité Métrologie sans contact Mesures interférométriques en lumière blanche Microscopie interférentielle NOMS : ……………………………. Date : …………………. …………………………. …………………………. COMPTE-RENDU N° Pts sur place Questions Pts. Remarques : Principes /3 pts 2 Le microscope interférométrique Veeco Description - Tableau1 Techniques de mesures. ___/2 3 Etude Excel Sonde de cohérence - Tableau2 ___/1 Mise en œuvre / 8 pts 1 2 3 Mesure d'étast de surfaces ___/2 Décomposition du profil Mesure par PSI ___/1.5 Miroir Miroir_PSI_X5_FOV1.opd ___/1.5 Miroir_PSI_X20_FOV1.opd Lentille Lent_PSI_X20_FOV0,5.opd Mesure par VSI ___/1.5 Etalon de calibration Etalon_VSI_X5_FOV1.opd RugoElalon_VSI_X20_FOV1.opd CN2_VSI_X?_FOV?.opd ___/1,5 Performances / 9 pts 1 Avantages et inconvénients des coeff. R Tableau 3 Mesure de rugosité Tableau 4 Conclusions 2 Courbure et stries d'une lentille 4 Calibration PSI ___/1 5 Etude de répétabilité en suivant une procédure - feuille annexe. ___/4 6 Autres techniques ___/1 ___/2 ___/1 Note: ____/20 cadre 1 : Barème de correction. 840901968 1/4 Licence Professionnelle MP Métrologie sans contact Mesures interférométriques en lumière blanche Option : Contrôle qualité Microscopie interférentielle INTRODUCTION - PRINCIPES 1. Système optique de mesures. 2. Le microscope interférométrique Veeco. 2.1 Description ELEMENTS SOURCE BLANCHE FILTRE DE DENSITE FILTRE PASSE BANDE OBJECTIF INTERFEROMETRIQUE CAMERA CCD FONCTION Eclairer Attenuerl’intensité lumineuse Définir la longueur de cohérance Réaliser les interférences Visualiser Dénomination emplacement sur NT1100 White light source Spectral or neutral densité filter Filter sélector Microscope objectif + translator + miroir interférométrique CCD Caméra Tableau 1 Compléter le Tableau 1. L'IOA intègre aussi une FOV. Qu'est-ce qu'une FOV ? Quelle est son rôle ? De combien d'objectifs dispose la tourelle ? Précisez le type et le grossissement de chacun. FOV : Ce sont 3 oculaires (0.5,1 ou A) pouvant être placés entre la caméra et l’objectif afin d’augmenter la taille du champ de vision Objectifs : Il y en a 4 parmi lesquels 1 Michelson (x5) et 3 mirau (x10-x20-x50) comprenant l’interféromètre. 2.2 Techniques de mesures. A quoi sert le transducteur piézo-électrique PZT en mode PSI ? sur quoi agit-il ? Qu'est-ce que le système LVDT utilisé en mode VSI ? Quel filtre est utilisé en mode PSI ? en mode VSI ? PZT en mode PSI : Il permet le déplacement linéaire de la surface de référence par petits décalages connus afin de réaliser un déphasage entre les faisceaux de référence et l’échantillon. Système LVDT en mode VSI : C’est un moteur qui permet le déplacement vertical de l’objectif pour scanner l’échantillon. Filtres : VSI : Filtre de densité neutre PSI : filtre d’étroitesse de bande. 3. Etude Excel Evaluer la différence de marche limite appelée longueur de cohérence l . Compléter le Tableau 2 Comment varie l'allure du signal lorsque la BP varie ? Expliquer le terme "sonde de cohérence". = 0,91 µm BP : (µm) limite évalué (µm) 2 calculé (µm) Pas de filtre 0,30 Filtre passe-bande 0,025 2.1 2.8 33.1 0,050 0,10 14.5 7.3 16.6 8.3 Tableau 2 Sonde de cohérence : La longueur de cohérence augmente lorsque la largeur de bande passante augmente. Sonde permettant le balayage vertical sur l’objet. 840901968 2/4 Licence Professionnelle MP Métrologie sans contact Mesures interférométriques en lumière blanche Option : Contrôle qualité Microscopie interférentielle MISE EN ŒUVRE 1. Mesure de profils et d'états de surfaces - Décomposition du profil Quelle est la longueur de la surface d'évaluation de CN2 ? Quel filtre permet d'observer la forme ? L'ondulation ? La rugosité ? Précisez f et c. Proposer un filtre qui permet de voir les défauts plus fins (arrachements, piqûres, fentes, rayures …), précisez s. Quelle doit être la longueur d'évaluation pour faire la mesure de la rugosité ? La longueur de la surface d’évaluation du CN2 est de : Le filtre passe-bas permet d’observer le défaut de forme Le filtre passe-bande permet d’observer l’ondulation Le filtre passe-haut permet d’observer la rugosité f= 0,25 mm et c = 0,08 mm Il faut utiliser un filtre passe-haut avec s = 0.025 mm La longueur d’évaluation sera de 0.125 mm 2. Mesures par PSI 2.1 Miroir Miroir_PSI_X5_FOV1.opd Montrer votre réglage 2.2 Lentille Lent_PSI_X20_FOV0,5.opd 3. Mesure par VSI 3.1 Etalon de calibration Etalon_VSI_X5_FOV1.opd Montrer votre réglage 3.2 Echantillon de rugosité CN2_VSI_X?_FOV?.opd ; Rugetalon_VSI_X20_FOV1.opd. PERFORMANCES DU SYSTEME 1. Rugosité 1.1 Avantages et inconvénients des coefficients R Paramètres Ra Rq Rt Avantages Inconvénients Il ne donne pas d’informations sur la forme des irrégularités Il n’est pas dépendant des différentes longueurs d’ondes qui composent la surface Il est en fait un meilleur paramètre de rugosité Il présente les mêmes problèmes que le Ra en ce pour discriminer différentes surfaces qui concerne les longueurs d’ondes Elle est souvent utilisée pour représenter la rugosité moyenne. Il donne la hauteur totale longueur d' évaluation du profil sur la Il est facilement faussé par des points extrêmes aberrants 1.2 Mesure de rugosité CN2 Quelles valeurs de rugosité allez-vous retenir ? Faire une sortie imprimante de la représentation 2D avec diagrammes en X et en Y et les valeurs de R a, Rt retenues 840901968 3/4 Licence Professionnelle MP Option : Contrôle qualité Métrologie sans contact Mesures interférométriques en lumière blanche Microscopie interférentielle Compensation None Tilt Cylinder Rq Rt Tableau 3 Les mesures retenues sont celles avec correction du tilt et du cylindre. 2. Etude de la courbure et des stries d'une lentille Faire une sortie imprimante de "2D Analysis". Profondeur des stries. Valeur de Rq Mesurer la valeur de Rq dans une région ne comportant pas de stries (sans oublier de compenser la courbure sphérique). 3. Calibration du mode PSI L’étalonnage PSI utilise un miroir d’état de surface /10 comme échantillon. On règle la mise au point, la saturation et le tilt pour avoir des franges les plus sombres possibles sans saturation sur toute la surface, puis VISION 32 fait l’ajustement du pzt pour avoir un décalage de phase de 90° ± 5° maximum. 4. Performances de la méthode Réaliser une étude de rugosité Ra ou Rq sur un cylindre de métal cylindrique permettant d'évaluer la répétabilité. Utiliser la démarche indiquée. Faire un rapport détaillé de votre étude et y porter vos conclusions sur une feuille annexe. Compléter votre étude avec "Technical Reference Manual" 5. Autres techniques Quelles sont les techniques concurrentes à la microscopie interférométrique ? Champ d'application de chacune. Les techniques concurrentes sont : - Crayon optique – sonde optique chromatique : utilisé pour mesurer les pas de vis, rugosité moyenne et forme - Microscope à stylet classique : rugosité, polissage - Crayon optique (triangulation laser) : grande rugosité et forme - Microscopie électronique à balayage (MEB) : microstructures - Microscope à champ proche : micro rugosité et microstructures. 840901968 4/4
